KR100881273B1 - 무선 센서 네트워크의 센서 노드와 그 운용 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 센서 네트워크의 센서 노드와 그 운용 방법에 관한 것으로, 활성화상태에서 제 1 센싱 신호를 처리하여 이벤트 발생을 감지하되 임계상황의 판정 시에 비활성화되는 제 1 센서 노드 모듈과, 비활성화상태에서 제 1 센서 노드 모듈에 의한 임계상황의 판정 시에 활성화되어 제 2 센싱 신호의 처리를 통해 이벤트 발생의 추이를 관찰하는 제 2 센서 노드 모듈을 포함하며, 다중의 센싱 신호 처리 기능을 가진 센서 노드를 제한된 배터리 전원으로 동작하는 무선 센서 네트워크에서 정상 상태에서는 전력 소모가 낮은 센서 노드로 특정 이벤트의 발생을 감지하고, 이벤트 감지 이후에는 정교한 센싱 정보 및 상황 판단에 더욱 효과적인 정보를 줄 수 있는 이종 센서에 의한 정보 수집을 가능하게 함으로써, 센서 네트워크의 상황인지에 대한 정확도를 높이고 이벤트 발생의 추이를 정밀하게 관찰할 수 있는 이점이 있다.
센서 네트워크, 센서 노드, 신호 처리

Description

무선 센서 네트워크의 센서 노드와 그 운용 방법{SENSOR NODE AND ITS OPERATING METHOD}
도 1은 일반적인 무선 센서 네트워크의 구성도,
도 2는 종래 기술에 따른 센서 노드의 세부적인 구성도,
도 3a는 센싱 신호를 중앙 집중 처리하는 센서 네트워크의 구성도,
도 3b는 센싱 신호를 그룹 분산 처리하는 센서 네트워크의 구성도,
도 3c는 센싱 신호를 완전 분산 처리하는 센서 네트워크의 구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 노드의 세부적인 구성도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 노드 운용 방법을 설명하기 위한 흐름도.
본 발명은 무선 센서 네트워크(WSN: Wireless Sensor Network)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 센서 네트워크에서 사물에 대한 인식정보 또는 주변의 환경정보를 감지할 수 있는 센서가 탑재된 센서 노드와 그 운용 방법에 관한 것이다.
유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network: USN)는 다양한 센서를 통해 입력되는 정보를 실시간으로 네트워크를 통해 외부의 네트워크에 연결하여 정보를 처리하고 관리한다. 궁극적으로 모든 사물에 컴퓨팅 및 통신 기능을 부여하여 언제나(anytime), 어디서나(anywhere) 네트워크, 디바이스 및 서비스에 관계없이 통신이 가능한 환경을 구현하기 위한 것이다.
도 1은 일반적인 무선 센서 네트워크의 구성도이다.
센서 네트워크의 구성은 도 1에 나타낸 바와 같이, 사물에 대한 인식정보 또는 주변의 환경정보를 실시간으로 감지하는 센서와 통신 모듈로 구성되는 센서 노드(100, 101, 102) 및 센서 노드(100, 101, 102)의 집합으로 이루어진 센서 필드(103, 104, 105)와, 센서 필드(103, 104, 105)에서 수집된 정보를 전송 받는 싱크 노드(106, 107, 108)와, 싱크 노드(106, 107, 108)로부터 전송된 정보를 라우팅하여 광대역 통신망(110)을 통해 관리서버(111)로 전송하는 게이트웨이(109)를 포함하여 이루어진다. 센서 노드(100, 101, 102) 및 싱크 노드(106, 107, 108)는 게이트웨이(109)를 통하여 위성통신, 무선랜, 블루투스, 유선 인터넷과 같은 기존의 인프라로 연결될 수 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 센서 노드의 세부적인 구성도이다. 도 2에서는 도 1의 센서 노드(100, 101, 102)에 대해 새로운 통합 도면부호인 200을 부여하였다.
센서 노드(200)의 구성은 도 2에 나타낸 바와 같이, 구동 프로그램이 저장되어 있는 프로그램 저장부(201), 무선통신부(202), 제어부(203), 센서 노드(200)의 구동 전력을 공급하는 전원부(204), 센싱부(205) 및 센싱 신호를 처리하는 신호처 리부(206)를 포함하여 구성된다. 주로 제한된 배터리 전원으로 동작하는 센서 노드(200)의 특성으로 인하여 센서 노드(200)를 구성할 때는 저전력 소모가 설계시에 우선적으로 고려하여야 할 사항이기 때문에 저전력 소자에 의하여 하드웨어가 구성되며, 주로 8비트 CPU, 저전력 통신소자 및 주변 회로로 이루어진다.
한편, 비록 저전력 소자에 의해 센서 노드(200)의 하드웨어가 구성되더라도 유한한 전원의 효과적인 사용방법이 센서 네트워크의 수명과도 직결되므로, 가능하면 센서 노드(200) 동작시간의 대부분을 휴면(Idle)상태로 유지하도록 운영체제, 프로토콜 등을 설계한다. 센싱 정보는 이러한 노드의 휴면상태가 아닌 짧은 활성(Active)상태에서 각 노드에서 획득하고 싱크 노드(106, 107, 108)나 관리서버(111)로 전달한다. 휴면 및 활성의 주기적인 상태 반복은 센서 노드(200)에서의 데이터 송수신을 하기 위한 무선통신 소자의 온/오프 조절에 해당하고 대부분의 전력 소모는 무선통신 소자의 데이터 송수신에 의한 것으로 알려져 있다.
센싱 정보를 획득하는 센서 소자 선택에 있어서도 어떠한 응용이든 저전력을 소모하는 제품이 선호된다.
기본적으로 큰 용량의 배터리 전원이 공급되든지 기본 배터리 외에도 태양열 에너지 및 노드의 장착 환경에서 특별히 동작 중에도 에너지를 제공할 수 있는 부가적인 방법이 있어야만 높은 센싱 감도를 가지거나 또는 고도의 신호 처리가 요구되는 전력 소모가 높은 센서 사용이 가능해진다.
온도, 습도, 조도 등 비교적 상품화가 진전된 센서에 대한 단편적인 센싱 정보를 활용하는 센서 네트워크는 단순한 센싱 값의 획득으로 목적하는 이벤트를 충 분히 감지, 결정할 수 있다.
그러나, 센서 네트워크가 설치되는 실내외의 다양한 환경에서 센싱 정보의 획득을 고려할 때, 특정 센싱 정보에 대해서는 예를 들어, FFT(Fast Fourier Transform), DCT(Digital Cosine Transform) 등과 같이 특수한 신호 처리 과정이 필요하다. 센서 네트워크의 경우, 센서 데이터를 판단 가능한 상태로 변환하기 위한 신호 처리는 센서 노드(200)보다 에너지, 컴퓨팅 능력이 우수한 시스템, 즉 싱크 노드(106, 107, 108)나 관리서버(111)에서 수행되거나, 센서 노드(200)에 분산하여 처리하는 방법으로 나누어질 수 있다.
도 3a는 센싱 신호를 중앙 집중 처리하는 센서 네트워크의 구성도이고, 도 3b는 센싱 신호를 그룹 분산 처리하는 센서 네트워크의 구성도이며, 도 3c는 센싱 신호를 완전 분산 처리하는 센서 네트워크의 구성도이다. 도 3a 내지 도 3c에서는 실시 예에 따라 센서 노드에 새로운 도면부호를 각각 부여하여 구별하였으며, 싱크 노드와 게이트웨이를 일체화하여 실시 예에 따라 역시 새로운 도면부호를 각각 부여하여 구별하였다.
전체 네트워크의 소모 에너지는 정보의 전달 홉(Hop)의 수 및 정보량의 증가에 비례한다. 이에 따라, 도 3a와 같이 센서 노드(301)에 A/D D/A 컨버터(302)와 센서(303)가 포함되고 신호처리부(304)는 싱크노드/게이트웨이(305)에 포함되면, 센서 노드(301)에서 습득된 데이터가 추가적인 처리 없이 그대로 여러 노드를 거치는 멀티 홉(Multi Hop)을 통해 데이터가 중앙 집중형으로 처리되면서 센서 네트워크에서의 대량의 센싱 정보 전달 또는 중복된 센싱 정보의 전달로 인하여 네트워크 내의 높은 네트워크 트래픽을 야기하며 전력소모의 증가로 이어져 센서 네트워크의 수명이 단축된다.
이러한 중앙 처리 방식의 단점을 보완하기 위한 방법으로 어그리게이션(Aggregation), 데이터 퓨전(Data Fusion) 등 네트워크 내 처리 기능(In-network processing)으로 그룹화된 센서 노드에서 일부 센싱 처리 및 대표화 기능을 수행하여 센싱 정보의 다단 및 중복 송수신의 필요성을 줄여 네트워크의 수명을 연장시키는 방법이 효과적인 것으로 연구되고 있다. 도 3b와 같이 센서 노드(311)에 A/D D/A 컨버터(312)와 센서(313)가 포함되고 신호처리부(314)를 클러스터 헤드(316)에 위치시키면 싱크노드/게이트웨이(315)에는 과도한 센싱 정보의 전달 및 중복 전달이 감소되어 네트워크 전체의 에너지 소모가 감소된다. 이로서, 중앙 집중형 센싱 신호 처리의 단점이 보완된다.
도 3c와 같이 각각의 센서 노드(321)가 A/D D/A 컨버터(322)와 센서(323) 및 신호처리부(324)를 포함하면 센서 네트워크에서의 센싱 신호가 완전 분산 처리되므로 도 3c와 같이 클러스터 헤드(316)를 사용하는 경우보다 싱크노드/게이트웨이(325), 즉 네트워크에 더 낮은 트래픽이 부과된다.
한편, 센서 네트워크의 일반적인 역할이자 목적은 교각이나 건물의 붕괴 조짐 판단 시점, 지진 발생 포착 시점 등과 같이 센서 노드나 분산된 센서 노드 그룹에서 센싱 정보를 처리하여 관심이 있는 특정 이벤트의 발생 순간을 포착하는 것이지만, 특정 이벤트 감지의 목적에 따라 이후의 정확한 상태 추이 관찰 및 정확한 상황 판단의 근거가 필요하기 때문에 이벤트 감지를 위한 센싱 정보와 같은 종류의 센싱 정보라 하더라도 더욱더 정밀하거나 많은 량의 데이터가 요구되고, 때에 따라서는 이벤트 발생 감지에 사용된 센싱 정보 외에 추가적인 다른 종류의 센서 및 이에 대한 센싱 정보가 필요할 수 있다.
이에 따라, 정교한 센싱 정보 획득을 위해서는 센싱 능력이 더욱 뛰어난 센서 노드가 필요하므로 특수 센싱 신호를 분산 처리하기 위해서는 고도의 센싱 신호 처리 기능이 탑재된 센서 노드가 선호되고, 에너지, 기타 처리 회로 등 풍부한 자원을 갖추어야 한다. 그러나, 이는 저전력을 소모하며 오랜 시간 동작하여야 하는 무선 센서 네트워크의 특성에 상반되므로 이러한 요구사항을 만족시킬 수 있는 센서 노드 구성방안이 요구된다.
본 발명은 이와 같은 종래의 요구를 해결하기 위하여 제안한 것으로, 정상 상태에는 전력 소모가 낮은 센서 네트워크의 구성으로 특정 이벤트의 발생을 감지하되 이벤트 감지 이후에는 보다 정교한 정보의 획득이 가능하도록 센서 네트워크를 구성함으로써, 상황인지에 대한 정확도를 높여 이벤트 발생의 추이를 관찰할 수 있으며, 필요한 경우에는 이종의 센싱 정보를 획득할 수 있는 센서 노드와 그 운영 방법을 제공하는 데에 목적이 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 일 관점으로서 무선 센서 네트워크의 센서 노드는, 활성화상태에서 제 1 센싱 신호를 처리하여 이벤트 발생을 감지하되 임계상황의 판정 시에 비활성화되는 제 1 센서 노드 모듈과, 비활성화상태에서 제 1 센서 노드 모듈에 의한 임계상황의 판정 시에 활성화되어 제 2 센싱 신호 의 처리를 통해 이벤트 발생의 추이를 관찰하는 제 2 센서 노드 모듈을 포함한다.
본 발명의 다른 관점으로서 무선 센서 네트워크의 센서 노드 운영 방법은, 제 1 모드에서 제 1 센싱 신호를 처리하여 이벤트 발생을 감지하는 단계와, 이벤트 발생 시에 제 1 센싱 신호의 처리값과 기 설정된 임계값을 비교하여 그 비교 결과에 따라 임계상황을 판정하는 단계와, 임계상황의 판정 시에 제 2 모드에서 제 2 센싱 신호의 처리를 통해 이벤트 발생의 추이를 관찰하는 단계를 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 요지는, 특정 이벤트 감지 순간까지와 특정 이벤트 감지 이후 동작의 모드를 달리하도록 무선 센서 네트워크를 구성한다. 특정 이벤트 감지까지는 저전력 소모 센서 노드 모듈이 동작하여 저전력 소모 센서 네트워크의 요구사항을 만족한다. 그리고, 특정 이벤트 감지 이후에는 고성능의 센싱 신호 처리 기능으로 인하여 다소의 전력소모를 감수하더라도 고정밀의 센싱 정보 획득 후 센서 네트워크의 상황 감지 및 이에 대한 대처 능력을 향상시킬 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 노드의 세부적인 구성도이다.
도 4에 나타낸 바와 같이 본 발명의 센서 노드(400)는, 정상적인 저전력 소 모 모드에서 이벤트의 발생을 감지하는 저전력 소모 센서 노드 모듈(410)과, 이벤트 발생을 감지한 이후에는 고성능의 센싱 신호 처리가 활성화되는 고성능 센싱 처리 센서 노드 모듈(420)을 포함하여 이루어진다.
저전력 소모 센서 노드 모듈(410)은 전원부(411), 프로그램 저장부(412), 신호처리부(413), 무선통신부(414), 제어부(415) 및 센싱부(416)를 포함하여 이루어지며, 고성능 센싱 처리 센서 노드 모듈(420)은 제어부(421), 센싱부(422), 신호처리부(423) 및 전원부(424)를 포함하여 이루어진다.
저전력 소모 센서 노드 모듈(410)은 이벤트를 감지한 후에 제어부(415)가 무선통신부(414)를 제외한 다른 구성부분의 제어권을 고성능 센싱 처리 센서 노드 모듈(420)의 제어부(421)로 인터페이스(430)를 통하여 넘기게 되고, 고성능 센싱 처리 센서 노드 모듈(420)은 이후에 고정밀도의 센싱 정보 또는 이종 센서에 대한 정보를 인터페이스(430)를 통하여 무선통신부(414)를 이용하여 전송하게 된다. 여기서 필요에 따라서는 고성능 센싱 처리 센서 노드 모듈(420)이 인터페이스(431)를 통하여 독자적으로 무선통신부(414)를 사용할 수 있도록 설계할 수 있다.
센싱 신호 처리 기능에 의해 획득되는 센싱 정보 및 추가로 필요한 센서의 센싱 정보의 전달은 특정 이벤트가 무효화 될 때까지 계속되며, 특정 이벤트가 무효화되면 저전력 소모 센서 노드 모듈(410)은 활성화되고, 고성능 센싱 처리 센서 노드 모듈(420)은 비활성화됨에 따라 다시 네트워크는 저전력 소모 모드로 전환되어 동작하게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 노드 운용 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4 및 도 5를 참조하여 무선 센서 네트워크의 센서 노드를 운용하는 과정을 살펴보면 아래와 같다.
먼저, 저전력 소모 센서 노드 모듈(410)은 활성화되고 고성능 센싱 처리 센서 노드 모듈(420)은 비활성화된 상태에서 전원부(411)는 저전력 소모 센서 노드 모듈(410) 전체에 구동 전원을 공급하며, 프로그램 저장부(412)에 저장된 구동 프로그램에 의해 제어부(415)가 동작하며, 제어부(415)의 제어에 따라 센싱부(416)는 이벤트 감지를 위한 센싱 정보를 획득한다.
센싱부(416)의 센싱 신호는 신호처리부(413)로 입력되며(501단계), 신호처리부(413)는 제어부(415)의 제어에 따라 저전력 소모 모드, 즉 소비전력이 고성능 센싱 처리 센서 노드 모듈(420)보다 낮은 모드로 구동되어 입력받은 센싱 신호를 신호 처리한다(502단계).
그리고, 신호처리부(413)는 신호 처리된 값과 기 설정된 임계값을 비교하며, 그 비교 결과가 정상상태 조건이면 임계상황에 도달하지 않은 정상상태로 판정하되 정상상태 조건을 벗어나면 임계상황인 것으로 판정한다. 예로서 신호 처리된 값이 임계값 이하이면 정상상태로 판정하되 신호 처리된 값이 임계값을 초과하면 임계상황인 것으로 판정한다(503단계).
정상상태로 판정된 경우에는 정상상태임을 알리는 메시지를 무선통신부(414)를 통해 전송하고, 501단계부터 다시 수행한다(504단계).
이와 같이, 저전력 소모 센서 노드 모듈(410)은 한계상황에 도달하기 직전인 임계상황을 감지하기 위하여 저전력 소모 모드에서 센싱 신호를 인식 및 처리하는 과정을 계속한다.
만약, 503단계에서 임계상황으로 판정되면 임계상황 발생에 대한 메시지를 구성하고 이를 무선통신부(414)를 통해 전달하며(505단계), 고성능 센싱 처리 센서 노드 모듈(420)을 활성화시키고(506단계), 저전력 소모 센서 노드 모듈(410)을 비활성화시킨다(507단계). 즉 제어부(415)가 무선통신부(414)를 제외한 다른 구성부분의 제어권을 고성능 센싱 처리 센서 노드 모듈(420)의 제어부(421)로 인터페이스(430)를 통하여 넘긴다.
한편, 활성화 신호를 전달받은 고성능 센싱 처리 센서 노드 모듈(420)에서는 싱크노드 또는 게이트웨이에서 전달되는 메시지를 무선통신부(414)를 통해 수신 후 분석하여(508단계) 이전에 저전력 소모 센서 노드 모듈(410)에서 활성화된 임계상황이 계속인지를 판단한다(509단계).
여기서, 임계상황이 종료된 것으로 판단되면 저전력 소모 센서 노드 모듈(410)을 다시 활성화시키고(513단계), 고성능 센싱 처리 센서 노드 모듈(420)을 다시 비활성화시켜서 저전력을 소모하는 정상적인 센서 네트워크 동작 모드로 전환하여 센싱 신호를 인식 및 처리하는 과정을 계속한다(514단계).
그러나, 509단계에서 임계상황이 계속되고 있는 것으로 판단되면 제어부(421)의 제어에 따라 센싱부(422)는 이후의 정확한 상태 추이 관찰 및 정확한 상황 판단의 근거를 위해 정교한 고성능 센싱 정보를 획득한다(510단계).
아울러, 신호처리부(423)는 제어부(421)의 제어에 따라 센싱부(422)로부터 입력되는 센싱 정보에 대해 고성능 신호 처리를 수행하고(511단계), 처리된 신호를 바탕으로 센서 메시지를 구성하여 무선통신부(414)를 통해 전송한다(512단계).
전술한 실시 예에서는 고성능 센싱 처리 센서 노드 모듈(420)이 저전력 소모 센서 노드 모듈(410)의 센싱 정보보다 더욱 정밀하고 많은 양의 데이터를 처리하는 것을 예로 들었으나, 고성능 센싱 처리 센서 노드 모듈(420)이 저전력 소모 센서 노드 모듈(410)의 센싱 정보와는 다른 종류의 센싱 신호를 처리하는 것, 즉 이종 신호를 처리하는 것으로 설계할 수도 있다.
지금까지 본 발명의 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따르면, 다중의 센싱 신호 처리 기능을 가진 센서 노드를 제한된 배터리 전원으로 동작하는 무선 센서 네트워크에서 정상 상태에서는 전력 소모가 낮은 센서 노드로 특정 이벤트의 발생을 감지하고, 이벤트 감지 이후에는 정교한 센싱 정보 및 상황 판단에 더욱 효과적인 정보를 줄 수 있는 이종 센서에 의한 정보 수집을 가능하게 함으로써, 센서 네트워크의 상황인지에 대한 정확도를 높이고 이벤트 발생의 추이를 정밀하게 관찰할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 활성화상태에서 제 1 센싱 신호를 처리하여 이벤트 발생을 감지하되 임계상황의 판정 시에 비활성화되는 제 1 센서 노드 모듈과,
    비활성화상태에서 상기 제 1 센서 노드 모듈에 의한 상기 임계상황의 판정 시에 활성화되어 제 2 센싱 신호의 처리를 통해 상기 이벤트 발생의 추이를 관찰하는 제 2 센서 노드 모듈
    을 포함하며,
    상기 제 1 센서 노드 모듈은, 소비전력이 상기 제 2 센서 노드 모듈보다 낮은 저전력 소모 모드로 상기 이벤트 발생을 감지하는
    무선 센서 네트워크의 센서 노드.
  3. 삭제
  4. 활성화상태에서 제 1 센싱 신호를 처리하여 이벤트 발생을 감지하되 임계상황의 판정 시에 비활성화되는 제 1 센서 노드 모듈과,
    비활성화상태에서 상기 제 1 센서 노드 모듈에 의한 상기 임계상황의 판정 시에 활성화되어 제 2 센싱 신호의 처리를 통해 상기 이벤트 발생의 추이를 관찰하는 제 2 센서 노드 모듈
    을 포함하며,
    상기 제 1 센싱 신호와 상기 제 2 센싱 신호는, 서로 다른 종류의 신호인
    무선 센서 네트워크의 센서 노드.
  5. 활성화상태에서 제 1 센싱 신호를 처리하여 이벤트 발생을 감지하되 임계상황의 판정 시에 비활성화되는 제 1 센서 노드 모듈과,
    비활성화상태에서 상기 제 1 센서 노드 모듈에 의한 상기 임계상황의 판정 시에 활성화되어 제 2 센싱 신호의 처리를 통해 상기 이벤트 발생의 추이를 관찰하는 제 2 센서 노드 모듈
    을 포함하며,
    상기 제 1 센서 노드 모듈은, 구동 전원을 공급하는 제 1 전원부, 구동 프로그램을 저장하는 프로그램 저장부, 상기 구동 프로그램에 의해 동작하는 제 1 제어부, 센싱 정보를 획득하는 제 1 센싱부, 상기 제 1 센싱부에 의한 상기 제 1 센싱 신호를 처리하는 제 1 신호처리부, 상기 제 1 제어부의 제어에 따라 메시지를 전송하는 무선통신부
    를 포함하는 무선 센서 네트워크의 센서 노드.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 센서 노드 모듈은, 구동 전원을 공급하는 제 2 전원부, 상기 구동 프로그램에 의해 동작하는 제 2 제어부, 센싱 정보를 획득하는 제 2 센싱부, 상기 제 2 센싱부에 의한 상기 제 2 센싱 신호를 처리하는 신호처리부
    를 포함하는 무선 센서 네트워크의 센서 노드.
  7. 삭제
  8. (a) 제 1 모드에서 제 1 센싱 신호를 처리하여 이벤트 발생을 감지하는 단계와,
    (b) 상기 이벤트 발생 시에 상기 제 1 센싱 신호의 처리값과 기 설정된 임계값을 비교하여 그 비교 결과에 따라 임계상황을 판정하는 단계와,
    (c) 상기 임계상황의 판정 시에 제 2 모드에서 제 2 센싱 신호의 처리를 통해 상기 이벤트 발생의 추이를 관찰하는 단계
    를 포함하며,
    상기 제 1 모드는 상기 제 2 모드보다 소비전력이 낮은
    무선 센서 네트워크의 센서 노드 운영 방법.
  9. 삭제
  10. (a) 제 1 모드에서 제 1 센싱 신호를 처리하여 이벤트 발생을 감지하는 단계와,
    (b) 상기 이벤트 발생 시에 상기 제 1 센싱 신호의 처리값과 기 설정된 임계값을 비교하여 그 비교 결과에 따라 임계상황을 판정하는 단계와,
    (c) 상기 임계상황의 판정 시에 제 2 모드에서 제 2 센싱 신호의 처리를 통해 상기 이벤트 발생의 추이를 관찰하는 단계
    를 포함하며,
    상기 (c) 단계는, 상기 (a) 단계에서 처리하는 상기 제 1 센싱 신호와 비교할 때에 다른 종류인 상기 제 2 센싱 신호를 처리하는
    무선 센서 네트워크의 센서 노드 운영 방법.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100958281B1 (ko) * 2009-09-08 2010-05-19 주식회사 에이포텍 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용한 식품 안전 관리 시스템
KR101403703B1 (ko) * 2011-07-18 2014-06-05 울산대학교 산학협력단 Usn 센서 통신 장치, 방법 및 시스템
EP2819382A2 (en) 2013-06-26 2014-12-31 LG CNS Co., Ltd. Water leak sensor management method, water leak sensor performing the same and storage media storing the same
KR20150113263A (ko) 2014-03-27 2015-10-08 주식회사 임팩시스 센서네트워크 통신을 이용한 고객 관리 시스템 및 방법

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100937872B1 (ko) * 2007-12-17 2010-01-21 한국전자통신연구원 무선 센서네트워크에서 센서모듈을 위한센서노드동적관리장치 및 방법
CN101350750B (zh) * 2008-08-29 2010-08-25 北京理工大学 模拟/数字混合式无线传感器网络
USRE48951E1 (en) 2015-08-05 2022-03-01 Ecolab Usa Inc. Hand hygiene compliance monitoring
KR101341044B1 (ko) * 2009-12-21 2013-12-11 한국전자통신연구원 센서 노드 및 그의 신호 처리 방법
IL205727A0 (en) * 2010-05-13 2010-11-30 Pearls Of Wisdom Res & Dev Ltd Distributed sensor network having subnetworks
US8238290B2 (en) * 2010-06-02 2012-08-07 Erik Ordentlich Compressing data in a wireless multi-hop network
CN101959295B (zh) * 2010-09-21 2015-06-03 中兴通讯股份有限公司 无线传感器网络的节能管理方法、系统及远程管理服务器
CN101977124B (zh) * 2010-11-05 2013-09-04 山东中创软件工程股份有限公司 基于ZooKeeper技术的业务集群方法及系统
KR101171147B1 (ko) * 2010-12-29 2012-08-06 전자부품연구원 센서 노드 및 그 제어방법
CN102446402B (zh) * 2011-12-28 2014-06-04 浙江大学 基于无线传感器网络的设备温度监测系统
US9318011B2 (en) 2012-03-20 2016-04-19 Tyco Fire & Security Gmbh Retail item management using wireless sensor networks
US9501916B2 (en) 2012-03-20 2016-11-22 Tyco Fire & Security Gmbh Inventory management system using event filters for wireless sensor network data
WO2014036451A2 (en) 2012-08-30 2014-03-06 University of Virginia Patent Foundation d/b/a University of Virginia Licensing & Ventures Group Ultra low power sensing platform with multimodal radios
US9325792B2 (en) 2012-11-07 2016-04-26 Microsoft Technology Licensing, Llc Aggregation framework using low-power alert sensor
KR101710666B1 (ko) * 2012-12-12 2017-02-27 한국전자통신연구원 무선 네트워크 기반 복합 사면 감시 장치 및 방법
EP2763468B1 (en) * 2013-01-31 2017-08-30 Sensirion AG Portable sensor device with a gas sensor and method for operating the same
EP2762881A1 (en) * 2013-01-31 2014-08-06 Sensirion Holding AG Portable sensor device with a gas sensor and low-power mode
CN103196486A (zh) * 2013-02-22 2013-07-10 昆明维萌科技有限公司 基于无线传感网络的烟草仓储监测系统及方法
KR101479953B1 (ko) 2013-03-11 2015-01-07 주식회사 케이티 센서 데이터간의 종속성 분석을 통한 센서데이터 수집주기의 조절방법, 및 센서데이터 수집주기의 조절을 위한 네트워크 애플리케이션 서버
CN103226983B (zh) * 2013-04-25 2016-01-13 华北电力大学 一种基于网状拓扑结构的辐射场三维监测系统及探测方法
KR101457436B1 (ko) * 2013-08-05 2014-11-05 주식회사 맥스포 저전력 센서 노드
GB201323009D0 (en) * 2013-10-21 2014-02-12 Continental Automotive Systems Dual range high precision pressure sensor
CN103686923A (zh) * 2013-12-26 2014-03-26 华北电力大学 面向目标跟踪的无线传感器聚簇能量管理方法
US10878323B2 (en) 2014-02-28 2020-12-29 Tyco Fire & Security Gmbh Rules engine combined with message routing
US10379873B2 (en) 2014-02-28 2019-08-13 Tyco Fire & Security Gmbh Distributed processing system
US11747430B2 (en) 2014-02-28 2023-09-05 Tyco Fire & Security Gmbh Correlation of sensory inputs to identify unauthorized persons
US20170374516A1 (en) * 2014-12-14 2017-12-28 Zte Corporation Techniques for operating a distributed communication network
DE102015207763A1 (de) * 2015-04-28 2016-11-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines einem ersten Knoten und einem zweiten Knoten gemeinsamen geheimen kryptografischen Schlüssels mittels mindestens eines Helferknotens
US10419540B2 (en) 2015-10-05 2019-09-17 Microsoft Technology Licensing, Llc Architecture for internet of things
US10126288B2 (en) * 2016-07-11 2018-11-13 Quipip, Llc Sensor device, and systems and methods for obtaining measurements of selected characteristics of a concrete mixture
US11815504B2 (en) 2016-07-11 2023-11-14 Quipip, Llc Sensor device, and systems and methods for obtaining measurements of selected characteristics of a concrete mixture
CN106092212A (zh) * 2016-08-15 2016-11-09 天津金凤花科技有限公司 仓储环境监测系统
US10551243B2 (en) * 2016-11-28 2020-02-04 Acoem France Power efficient machine diagnostic monitoring using multiple vibration sensor wireless configuration
US10484015B2 (en) 2016-12-28 2019-11-19 Amazon Technologies, Inc. Data storage system with enforced fencing
US11301144B2 (en) 2016-12-28 2022-04-12 Amazon Technologies, Inc. Data storage system
US10771550B2 (en) 2016-12-28 2020-09-08 Amazon Technologies, Inc. Data storage system with redundant internal networks
US10514847B2 (en) 2016-12-28 2019-12-24 Amazon Technologies, Inc. Data storage system with multiple durability levels
CN108650649B (zh) * 2018-04-10 2020-10-02 南京邮电大学 适用于无线传感器网络的异常数据检测方法
CN110441471A (zh) * 2018-05-04 2019-11-12 上海因士环保科技有限公司 一种多传感器协同工作的监测方法及系统
CN109195229A (zh) * 2018-11-08 2019-01-11 广州源贸易有限公司 一种区域空气质量信息可视化装置
EP3900307A1 (en) * 2018-12-20 2021-10-27 Ecolab USA, Inc. Adaptive route, bi-directional network communication
US11591183B2 (en) 2018-12-28 2023-02-28 Otis Elevator Company Enhancing elevator sensor operation for improved maintenance
CN109788536B (zh) * 2019-01-24 2022-07-12 深圳绿米联创科技有限公司 传感器控制方法、传感器控制装置、传感器及存储介质
US11169723B2 (en) 2019-06-28 2021-11-09 Amazon Technologies, Inc. Data storage system with metadata check-pointing
US11182096B1 (en) 2020-05-18 2021-11-23 Amazon Technologies, Inc. Data storage system with configurable durability
US11681443B1 (en) 2020-08-28 2023-06-20 Amazon Technologies, Inc. Durable data storage with snapshot storage space optimization
US11941521B2 (en) 2020-09-11 2024-03-26 Acoem France Vibrating machine automated diagnosis with supervised learning
US20220164688A1 (en) * 2020-11-24 2022-05-26 Palo Alto Research Center Incorporated System and method for automated imputation for multi-state sensor data and outliers

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060058975A (ko) * 2004-11-26 2006-06-01 삼성전자주식회사 데이터 수집이 가능한 센서 네트워크 및 그 데이터 수집방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6662099B2 (en) * 2001-05-22 2003-12-09 Massachusetts Institute Of Technology Wireless roadway monitoring system
GB0127224D0 (en) * 2001-11-13 2002-01-02 Glaxosmithkline Biolog Sa Novel compounds
JP2005064557A (ja) 2003-08-08 2005-03-10 Omron Corp ネットセンシングシステム、ネットセンサ装置、情報処理装置、認識判断処理プログラム、および認識判断処理プログラムを記録した記録媒体
KR100629682B1 (ko) 2004-01-10 2006-09-28 전자부품연구원 무선 센서 네트워크의 에너지 소비 효율 향상 방법
JP4262106B2 (ja) * 2004-01-20 2009-05-13 日本電信電話株式会社 センサノードおよびセンサノード制御方法
US7400248B2 (en) * 2004-11-24 2008-07-15 Intel Corporation Sensor devices with RFID communications
US7496059B2 (en) * 2004-12-09 2009-02-24 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Energy-efficient medium access control protocol and system for sensor networks
KR100632405B1 (ko) 2004-12-20 2006-10-11 한국전자통신연구원 무선 센서 네트워크에서 센서 노드 동적 재구성을 위한무선 송/수신 방법
US7539533B2 (en) * 2006-05-16 2009-05-26 Bao Tran Mesh network monitoring appliance
US7710265B2 (en) * 2006-11-07 2010-05-04 Harris Corporation Systems and methods for dynamic situational signal processing for target detection and classification

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060058975A (ko) * 2004-11-26 2006-06-01 삼성전자주식회사 데이터 수집이 가능한 센서 네트워크 및 그 데이터 수집방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100958281B1 (ko) * 2009-09-08 2010-05-19 주식회사 에이포텍 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용한 식품 안전 관리 시스템
KR101403703B1 (ko) * 2011-07-18 2014-06-05 울산대학교 산학협력단 Usn 센서 통신 장치, 방법 및 시스템
EP2819382A2 (en) 2013-06-26 2014-12-31 LG CNS Co., Ltd. Water leak sensor management method, water leak sensor performing the same and storage media storing the same
KR20150113263A (ko) 2014-03-27 2015-10-08 주식회사 임팩시스 센서네트워크 통신을 이용한 고객 관리 시스템 및 방법

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KR20080053164A (ko) 2008-06-12
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GB0909201D0 (en) 2009-07-15
GB2457398A (en) 2009-08-19

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